《科学探究:物质的比热容》教学设计
一、教材与学情分析
教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上,进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关,从而提出了比热容的概念,它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题,经过探究活动得出结论,并应用探究所得解决实际问题,新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立,这是下节课进行热量计算的基础。
从学生角度看,初中学生已基本掌握探究的模式程序,基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用,本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式,充分发挥学生的主动性和创造性,让学生在探究活动中切实体验物质的热属性,以加深学生对比热容概念的理解。
二、教学目标
1.知识与技能
·了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
·会查比热容表。
2.过程与方法
·通过探究,比较不同物质的吸热能力。
·尝试用比热容解释简单的自然现象,培养学生的知识迁移能力。
3.情感、态度与价值观
·利用探究性学习活动,培养学生的实践能力和创新精神,培养解决问题的能力。
三、教学重点、难点的确定
应把探究不同物质的吸热能力,作为本节教学的重点。由于比热容的概念内涵较深、外延较广,涉及热量、温度变化、质量三重概念间的关系,学生往往难以理解,所以对比热容概念的理解,以及应用比热容的知识来解释自然现象、解决实际问题,则是学生学习的难点。
四、教法学法
主要采用科学探究等方法开展本节教学,探究中用到了控制变量法、转换法,给比热容下定义时,用到比值定义法、类比法。
五、教学用具
教师用:多媒体及课件。
学生用:铁架台、电炉子、石棉网、酒精灯、火柴、干沙子、水、煤油、沙子、天平、温度计、手表、大烧杯、大试管、搅棒等。
六、设计理念
1.本节探究活动,要充分发挥学生的主动性和创造性,引导学生独立寻找解决实验中遇到的问题的办法,鼓励学生对课本提供的探究方案进行大胆的改进,以培养学生的创新精神和实践能力,并使学生在探究中受到科学态度和科学精神的熏陶,体验成功的愉悦。2.为帮助学生理解比热容的概念,努力使本节的教学活动源于生活,服务于生活,帮助学生构建“身边的物理”,从而顺利突破教学难点。
七、教学程序设计教学流程
设计意图
【导入新课】利用多媒体播放一段中央电视台当天天气预报的录相片段,播放前提醒学生特别注意观察各城市最高气温和最低气温,看看能不能从中发现什么规律?提出问题:“为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢?”让学生带着这个问题开始本节课的学习,并揭示课题。
【经验探究】
一、提出问题
1.从小到大,咱们同学当中有谁帮助妈妈烧过水?(可适当进行爱劳动、孝敬父母的教育)
2.烧水时,水吸收的热量的多少跟哪些因素有关?有怎样的关系?请用你的生活经验来支持你的观点。
二、教师引导学生互相交流、反驳,对回答不完善的地方可补充完善
三、分析归纳、得出结论(教师板书)
1.与水的质量有关,水的质量越大吸收热量越多。
2.与水温升高多少有关,水温升高越多吸收热量越多。
【实验探究】提出问题:是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同,它们吸收的热量就相等呢?或者说物体吸收热量的多少是否还跟其他因素有关?
猜想与假设:学生猜想物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关?
制定计划与设计实验:
1.教师导引一:教师为同学们提供了水、煤油、沙子三种物质,同学们可任意选择。
2.教师导引二:怎样确定水和砂子吸收的热量是否相同?学生经讨论认为:通过加热时间的长短来确定。教师强调:必须保证热源相同且较稳定。
3.让学生合作交流、设计方案。教师加入学生的小组讨论之中,倾听学生的思路,适时点拨。
4.学生利用实物投影展示设计方案,表述自己的设计思路。
方案一:用相同质量的两种物质,让它们升高相同的温度,比较加热时间。(表一)物质的种类
升高的温度()
加热的时间(min)
方案二:用相同质量的两种物质,给它们加热相同时间,比较温度升高的多少。(表二)物质的种类
加热的时间(min)
升高的温度()
在学生的交流过程中,教师适时提出学生设计或交流时忽略的问题,如:你们怎样获得质量相同的水和沙子?你们怎样使沙子内外温度达到一致?他们组采用的热源是否稳定,怎样改进更好?
5.学生根据交流情况,适当修正自己的方案。
四、进行实验,收集数据
1.教学提醒实验时要注意的问题:
(1)为节省实验时间,每小组所采用的两种不同物质的质量要适当的少一些,用热水做热源的小组可用暖瓶里初温较高的热水;
(2)如果两种物质的初温不相等,可通过加热的方式调整一下。
2.选取自己方案中所需的实验器材
3.以小组为单位进行实验,教师巡回指导,针对学生实验中出现的困难及时给予帮助、存在的问题及时进行纠正。
五、分析与论证
1.各小组根据实验收集的数据分析归纳,得出结论。
2.利用实物投影展示几个小组的数据,进行交流。3.根据实验数据学生不难得出物体吸收热量的多少与物质种类有关的结论。接着进一步分析出不同物质的吸热能力,由表一数据可比较容易分析出水吸热能力强,教师可针对表二里的数据进行引导:问:若要使质量相同的水、沙子均升高相同的温度,该怎么办?答:应对水加热更长的时间,让它继续吸热。问:水和沙子谁的吸热能力强?答:在同等条件下的水吸热多,故而水吸热能力强。
【知识提升】
提出问题:如何体现不同物质吸热能力不同的性质呢?
引导学生分析:要在相同条件下比较,即必须让质量相同,温度升高也相同,而质量都取单位质量(1kg),温度都取升高1,比较起来最为方便。让学生类比密度的定义方法,用比值定义法给比热容下定义。
介绍比热容的符号、单位。
强化训练:把一盆水倒掉三分之一,比热容有无变化?把这盆水由20加热到100,比热容有无变化?
引导学生观察比热容表。
(1)任选一种物质,让学生在表中查出它的比热容,并说明表中数据所表明的物理意义。
(2)让学生通过观察、对比、分析,看看能从中获取哪些信息?
【迁移应用】引导学生讨论:水的比热容大在生活中的广泛应用:
(1)在我们家中安装的“暖气”用什么作介质?
(2)用水做输运能量的介质有什么好处?
(3)生活中、各产业中,还有没有用水来加热和散热的情况?解释导入新课中提到的问题:为什么内陆城市比沿海城市的昼夜温差大?
【课堂总结】引导学生从知识所得、能力所获、情感体验各方面进行总结。
八、板书设计§12.2比热容
1、探究:物体吸热多少与哪些因素有关
升高的温度有关
与质量有关
与物质的种类有关
2、定义:单位质量的某种物质,温度升高1所吸收的热量叫做这种物质的比热容。符号:c2.单位:J/(kg·)
3.比热容是物质的一种属性。
4.应用:
九、教学反思
(一)本节课的教学设计设法让学生体会到“生活的物理,社会的物理”。我在设计此课时,从沿海渔民极为关心的天气预报入手,引入新课;紧接着让学生联系着他们极为熟悉的烧水现象,探究出影响物体吸收热量的多少的两个因素;最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象,这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识,极大激发了学生学习物理的兴趣。
(二)纵观本节课的设计,不难发现每个环节都由提出问题入手开展教学的,这一个个精心设计的问题,组成一个步步攀升的台阶,带领学生走向科学的殿堂。
(三)在不违背新课程标准的前提下,在本节课教学过程中,我对教材进行了一系列的创新,如问题的提出方式,探究方案的设计等等。这些改革有利于培养学生的兴趣,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
教案课件是每个老师工作中上课需要准备的东西,是认真规划好自己教案课件的时候了。只有规划好教案课件工作计划,才能更好地安排接下来的工作!究竟有没有好的适合教案课件的范文?为此,小编从网络上为大家精心整理了《研究物质的比热容导学案》,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
第十二章复习课
1.复述内能的概念,改变物体内能的两种方法,比热容与热值的意义、热机效率、热机工作原理、能的转化等.
2.重点:关于比热容、热值的简单计算.
3.经历复习过程,培养综合解决问题的能力和创新能力.
一、内能
1.物体的内能是物体内所有做无规则运动的分子的动能和分子势能的总和,内能和质量、温度有关,改变内能的方法有做功和热传递.
2.燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程,太阳能是人类使用的最大量的一种能量,获得的主要途径是热传递.
3.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是(A)
A.物体温度升高,内能一定增加B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体放出热量,温度一定降低D.物体内能增加,一定吸收了热量
二、热值
4.热值的计算公式是q=,单位是J/kg.
5.煤油的热值是4.6×107J/kg,它表示:1kg的煤油完全燃烧放出的热量是4.6×107J,则10kg的煤油完全燃烧放出的热量是4.6×108J.
6.现代火箭利用液态氢作燃料是因为氢的热值大.
7.当瓶中的煤油倒去一半后,煤油的(D)
A.比热容不变,热值和密度都变为原来的一半
B.比热容、热值和密度都变为原来的一半
C.比热容、热值都变为原来的一半,密度不变
D.比热容、热值和密度都不变
三、比热容
8.比热容是指1kg的物体温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,其公式是c=,它是物体的一种属性,与物体的质量无关.
9.甲、乙两物体质量、初温都相同,甲的比热容大于乙的比热容,当它们放出相同的热量后相互接触,接触以后内能的变化情况是(B)
A.甲的内能增加,乙的内能减少B.甲的内能减少,乙的内能增加
C.甲的内能不变,乙的内能减少D.甲、乙的内能都不变
10.在一个标准大气压下,不计热量损失,完全燃烧6kg热值为1.26×107J/kg的干木柴能使250kg30℃的水温度升高到(B)
A.120℃B.100℃C.90℃D.无法确定
四、热机
11.热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,再通过做功将内能转化为机械能的装置.
12.汽油机工作过程中有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功、排气冲程.
13.内燃机的四个冲程中,将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程,把内能转化为机械能的冲程是做功冲程.
1.小组讨论:汽车的诞生改变了人类的生活方式.事实上,人类很早就在探寻着更好的代步工具,法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车.现在你看到的这幅漫画,据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图,试就该原理图回答下列问题:
(1)找出原理图中运用了哪些物理知识?(至少说出三点)
答案杠杆原理;力的作用是相互的;以滚动代替滑动.
(2)该原理图中涉及哪几种形式的能量?请简述对应的能量转化过程.
答案化学能、内能、机械能(动能);通过燃烧燃料将化学能转化为内能;蒸气向后喷出,将内能转化为机械能.
(3)使汽车向前运动的力是怎样产生的?这个力的施力物体是哪个?
答案力的作用是相互的,向后喷出的蒸气反过来给汽车一个向前的推力;喷出的蒸气是施力物体.
2.小明和小芳探究了泡沫塑料与棉絮两种材料的保温性能的好坏,具体做法是:用两只相同的密闭的烧瓶各盛80℃的热水2kg.瓶内各插入一只温度计,瓶外分别用大小、厚度都相同的泡沫塑料和棉絮包好,放在同一地点使其自然冷却,然后每隔一段相同时间观察温度计示数并记录水温于下表中:
时间t/min010203040……140150160
包泡沫塑料的瓶内水温t1/℃8066564944……222120
包棉絮的瓶内水温t2/℃8060473832……202020
根据表中数据回答下列问题:
(1)他们做实验时的环境温度为20℃,对比水温的变化情况可知泡沫塑料保温性能较好.
(2)经过160min后,两瓶中的热水一共向外界放出了多少热量?[水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃)](要有计算过程)
解:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg℃)×4kg×(80℃-20℃)=1.008×106J.
(3)从表中热水温度变化的快慢情况分析,瓶中热水放热时还有什么规律?
答案温差越大,散热越快.(或开始散热快,后来散热慢)
3.(多选)如图所示,为了解白纸和黑纸的吸热性能,小明将质量都是1kg、初温相同的水分别倒入两个完全相同的瓶中,再用大小、形状和厚薄相同的白纸和黑纸将瓶包起来,然后将两个瓶子放在太阳光下.在30min内,小明每隔3min测一次水的温度,记录在下面的表格中.[水的比热容c=4.2×103J/(kg℃)]根据小明的实验和记录可知(BD)
日照时间t/min036912151821242730
白纸瓶水温t1/℃2324252526272728292930
黑纸瓶水温t2/℃2325262728293031323334
A.白纸的吸热性能好于黑纸
B.黑纸的吸热性能好于白纸
C.30min内,白纸瓶中的水内能增加了1.26×105J
D.30min内,黑纸瓶中的水内能增加了4.62×104J
4.太阳能热水器内盛有40kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了25℃,求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量?[q焦炭=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg℃)]
解:(1)Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg℃)×40kg×25℃=4.2×106J
(2)m===0.14kg.
每个老师为了上好课需要写教案课件,大家在认真写教案课件了。我们要写好教案课件计划,这对我们接下来发展有着重要的意义!你们会写多少教案课件范文呢?以下是小编收集整理的“比热容”,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!
教学目标:
(一)知识与技能
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性,掌握比热容的单位。
2.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算题。
(二)过程与方法
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力;
2.阅读“气候与热污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解“热岛效应”。
(三)情感、态度与价值观
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。
教学重点:
比热容的定义与应用。
教学难点:
运用比热容的概念,解决实际问题。
教学方法:
演示实验与学生实验相结合的教学方法。
教学用具:
烧杯两个,各装等量的水和煤油,两支温度计,两个相同功率的电热器(热
得快),两个搅拌器。
教学过程:
(一)复习提问
提问:热传递的实质是什么?什么叫做热量?为什么热量的单位跟功的单位相同?
(二)引入新课
利用热量单位卡的规定引入新课。
从热量单位卡的规定,我们知道使1克水升高1℃需要吸收的热量是1卡。这个规定中限定了1克的水,限定了温度升高1℃。可见水的质量越多,升高温度的度数越多,需要吸收的热量越多。其实大家也都有这方面的经验。
举例说明物体吸热的多少跟物体的质量和物体温度升高的度数有关。
卡的规定中,还限定了升温的物质是水。那么,其他物质,在质量相等、温度升高的度数也相等时,吸收的热量是不是跟水一样多呢?
(三)新课教学
一、热量的大小跟哪些因素有关?
热总是由高温物体传向低温物体,直到温度相等为止。高温物体放热,温度降低;低温物体吸热,温度升高。当物体的温度升高或降低时,物体吸收或放出的热量多少跟什么条件有关呢?
1.热量跟物体的质量有关。
我们都有这样的常识,同温度的一壶水和半壶水,要加热到沸腾,一壶水吸收的热量多。同样,要把开水自然冷却,水越少,凉得越快,所以,物体温度升高或降低时,吸收或放出的热量跟质量有关。质量越大,热量越多。
2.热量跟物体升高或降低的温度有关。
同一块铁,把它烧到温度为100℃需要的热量少,继续把它烧到1000℃,需要的热量多。可见,物体吸收或放出的热量还和升高或降低的温度有关。温度的变化越大,热量越多。
3.热量跟物质的种类有关。
我们也有这样的经验:一块铁放在火上烧很快就非常烫了。而对水加热,经过很长时间,水才微微发热。也就是说,铁比水容易热(即吸收的热量少)。
为了比较不同物质的这方面的热学特性,我们做下面的实验(介绍实验装置,讲解观察的内容)。
这是两个相同的烧杯。在烧杯中分别装入质量相等的水和煤油,用相同的电热器对它们加热。水和煤油吸收热量,温度升高,我们用温度计测量水和煤油的初温度和末温度。由于电热器是完全相同的,可以认为在相等的时间内,它们放出的热量相等,水和煤油吸收的热量也相等。实验时我们观察水和煤油温度的变化。
实验开始。先请同学测量水和煤油的初温,现在开始加热,接通电路。(操作并搅拌。三分钟后记录水和煤油升高到的温度,并写在黑板上)
从实验记录可以分析出以下几点:
①相同时间,水和煤油吸收的热量相等。
②煤油的温度升高的多。
③相同质量的水和煤油要升高同样的温度对水加热的时间应该长,即,水应该吸收更多的热量。
可见,不同物质,质量相同,升高同样的温度,吸收的热量不等。
二、比热容
为了比较不同物质,在质量相同,升高同样的温度时吸收的热量不等这一热学性质,我们引入比热容的概念。
1.单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫该物质的比热容。
单位质量的某种物质温度升高1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等,也是它的比热容。
2.比热容的单位:比热容的单位是焦耳/(千克℃),读作焦每千克摄氏度。
3.巩固比热容的概念和单位。
水的比热容是4.2×103焦耳(千克℃)。它的物理意义是一千克水,温度升高1℃,吸收的热量是4.2×103焦耳。
请大家读第132页的比热容表,并解释物理意义。(学生读、讲)
三、热量的计算
1.推导公式。
根据比热容的物理意义,以及热量跟物体的质量和温度的变化有关,就可以计算物体的温度改变时吸收或放出的热量。
例1.2千克的水,使它的温度由20℃升高到100℃,水吸收多少热量?
根据水的比热容是4.2×103焦/(千克℃)可知,1千克水,温度升高1℃吸收4.2×103焦耳的热量。那么2千克的水温度升高1℃吸收的热量应是4.2×103焦/(千克℃)×2千克。这些水的温度升高了100℃-20℃=80℃时,吸的热量是4.2×103焦(千克℃)×2千克×80℃=6.72×105焦耳。
所以,计算热量的公式是Q吸=cm(t-t0)其中c表示物质的比热容,用焦/(千克℃)作单位;m表示质量,用千克作单位;t-t0表示物体升高的温度,用摄氏度作单位;Q吸表示吸收的热量。
如果物体的温度下降,放出的热量Q吸=cm(t-t0),t-t0表示下降的温度。
例2.质量是10千克的冰,温度由-20℃升高到0℃,冰吸收多少热量?
根据公式Q吸=cm(t-t0)得
Q=2.1×103焦/(千克℃)×10千克×[0-(-20)]℃
=4.2×105焦耳。
四、比热容的实际意义
从比热容表中可知,水的比热容很大。水和干泥土相比,在同样受热的情况下,吸收同样多的热量,水的温度升高很少,而干泥土的温度升高较多。因此,同在阳光照射下,内陆地区夏季炎热,而冬季寒冷。形成了一年四季温差大,一日之中昼夜温差大的大陆性气候。沿海地区四季温差小、昼夜温差也小。
正因为水的比热容大,在生活中往往用热水取暖,室温比较稳定。有些机器工作时变热,也多用水来冷却。
(四)课堂小结
板书设计
16.3比热容
一、热量的大小跟哪些因素有关
二、比热容
三、热量的计算
四、比热容的实际意义
布置作业
1.如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。左右两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。完成该实验还需要_______,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是_________(选填:相同的、不同的)。
2.冰在熔化过程中,下列判断正确的是()
A.内能不变,比热容不变B.吸收热量,温度不变
C.比热容、内能、温度都不变D.比热容变大、内能增加,温度升高
答案:
1.手表、温度计;相同的2.B
文章来源:http://m.jab88.com/j/28918.html
更多